蛇形戒指与化学家的不解之缘

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  1860年9月3日,第一届世界化学家大会在德国卡尔斯鲁厄市隆重召开。来自十几个国家的150位化学家,对化学理论进行了探讨,会议几乎解决了所有无机化学存在的混乱问题。然而,对于凯库勒魂牵梦绕的有机化学结构问题却推动不大。正在凯库勒愁绪未消之时,苯的结构又难住了他。与此同时,有机化学结构理论,一度处在风雨飘摇之中。
  所有其它简单有机化合物的实验表明,碳在有机化学反应中呈链状结构,这一点在当时已是确定无疑的了。可是突然间冒出一个怪苯,在它的化学反应实验中,一反常态,与其它有机物截然不同,说明有机化学链状结构理论是“错误”的。那么,究竟错在哪里?凯库勒陷入苦思冥想之中。苯的6个碳原子和6个氢原子到底是如何排列的呢?凯库勒提出了几十种苯结构碳原子排列法,但经过仔细推敲之后都是错误的。
  一天,他搁下一叠厚厚手稿,把安乐椅移到壁炉旁。一股春天般的暖流抚遍了凯库勒全身,惬意而舒适,使这位疲倦过度的化学家进入梦境。朦胧中,他看到6个碳原子像蛇一样连成一条链子,弯弯曲曲地蠕动,忽而又跳起奇形怪状的蛇舞。他仿佛看到李比希在赫尔利兹伯爵夫人案件中的那只蛇形戒指……
  凯库勒颤动了一下,猛然醒来,多么荒诞无稽的梦呀!蛇、环形戒指,他一遍又一遍地回忆梦境,突然灵感的火花一下子打开了凯库勒的思维阻塞,平日冥思苦想的各种思路顿时与梦连接起来,碳链理论没有错!苯不过是一个首尾相接的环形链子,苯的分子是个环状碳链构成的分子!凯库勒从此把研究重心转向环状碳链角度上来,不久,他揭开了苯结构面纱,解决了苯结构问题。日有所思,夜有所梦,若不是凯库勒废寝忘食得思考,也未必能得到梦的提示。
  1865年1月,法国科学院通报刊出凯库勒的“论芳香族化合物——苯的结构”一文。论文中写道“它是由六个碳原子组成的封闭环,每个碳原子都有一个空余的能被氢原子所饱和的化合价”。此论文引起全世界化学界、乃至科学界的注目,一个崭新的有机化合物结构理论——环状碳链理论,就这样诞生了!
  上面提到的蛇形戒指,又是另一段故事了。18岁,凯库勒以优异的成绩考入了吉森大学。这是德国当时最为著名的一所大学,校园美丽、学风淳朴,更为值得骄傲的是,这所大学还拥有一批知名度极高的教授,而且,允许学生可以不受专业的限制,选择他们喜爱的教授。
   凯库勒在上大学前,就为达姆斯塔德设计了三所房子。初露锋芒的他深信自己有建筑的天赋。因此,进入吉森大学,他毫不犹豫地选择建筑专业,并以惊人的速度很快修完了几何学、数学、制图和绘画等十几门专业必修课。在他正准备扬起自己的理想风帆时,一个偶然的事件,却改变了他的人生道路。这就是赫尔利茨伯爵夫人的案件。
   此案开庭审理时,凯库勒参加了旁听。在黑森法庭,他见到了本案的真正的判决者——大名鼎鼎的李比希教授。教授手里拿着一枚戒指。这是一枚价值连城的宝石戒指,上面镶着两条缠在一起的金属蛇,一条是赤金的,一条是白金的,看上去精美绝伦。李比希教授测定了金属的成分,然后缓缓地站起身来面对着台下急不可耐的听众,用一种平和而又坚定的语气说道:
   “白色是金属铂,即所谓‘白金’制成的。现在伯爵夫人侍仆的罪行是明显的,因为白金从1819年起,才用于首饰业中,而他却硬说这个戒指从1805年就到了他手中。”
  清晰的逻辑分析,确凿的实验结论,使罪犯终于供认了盗窃戒指的事实。这个案件的审理,使凯库勒对这位知名教授产生了一种由衷的敬佩之情。
  其实,凯库勒在吉森大学早就听说了李比希教授的大名,同学们也多次劝说他听听这位教授的化学课,但他对化学毫无兴趣,不愿意将时间花费在自己不愿做的事情上,因此,对这位教授的了解也仅限于道听途说。这次偶然的接触,使凯库勒一改初衷,决定去听听李比希教授的化学课。课堂上,李比希教授那轻松的神态、幽默的语言、广博的知识把凯库勒带人了一个全新的世界,这个世界像梦一般的美,强烈地吸引着凯库勒,使他产生了极大的兴趣。自此,凯库勒就常去听李比希的化学课,渐渐地他对化学研究着了魔。不久,凯库勒放弃了建筑学。
  如果没有这次蛇形戒指的缘由,也许就不会有刚开始讲到的故事了。人们在慨叹建筑业失去一位优秀的设计家之余,却惊喜地发现在有机化学这片原始森林中矗立起一座精美的大厦。
  
  名片:凯库勒(1829—1896年),德国化学家。进入吉森大学,原先学建筑,后来他多次聆听化学大师李比希的讲演,深受吸引和启发,遂改攻化学,并在李比希的实验室里积极、严谨地进行研究工作,完成了《关于硫酸戊酯及其盐》的实验论文,获得博士学位。1875年当选为英国皇家学会会员。1877年任波恩大学校长。1867--1869年,凯库勒发表了有关原子立体排列的思想,首次把原子价的概念从平面推向三维空间。
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【摘要】比值是物理上的一个重要的概念,是两处相除之商。本文通过提出两类问题,然后进行实例分析,最终提出对比值的再理解。  【关键词】比值 实例分析  物理概念是物理知识构成的基石,学生正确理解、掌握物理概念是学好物理的前提和基础。中学物理中有很多都是用“比值法”来定义物理量的,学生在学习的过程中有很多困惑,为了能够更好地理解比值定义法,笔者想谈谈自己的一点体会,希望能与各位同仁共同探讨和提高。